當你通過移動通訊設備連接信息世界時,在某個數據中心里的IT設備,正高速處理海量密集的數據。
“數據中心已成為數字經濟的載體和戰略基礎設施。”中國電信云網運營部總經理劉志勇對《瞭望東方周刊》說。
數字化浪潮的到來,讓以IDC(互聯網數據中心)為核心的DICT(數據、信息技術、計算機技術、通信技術生態圈)業務成為數字經濟的基礎和信息化發展的重要驅動力。而隨著未來5G與物聯網的普遍應用,整個社會帶來的數據處理需求將繼續擴增。
與此同時,數據中心也是耗能大戶。工信部數據顯示,截至目前,我國數據中心全年耗電量約占我國全社會用電量的2%以上。
新基建風起,數字經濟蓬勃發展,如何加快老舊數據中心節能改造,并實現數據中心綠色運營?
“讓智慧節能方案落地,并推廣開來。”中國電信研究院副院長陳運清告訴《瞭望東方周刊》,“人工智能可以適應未來數據中心越來越精細化和定制化的節能需求,而數據中心節能是人工智能的理想應用場景。”
能耗困局
如今驅車進入內蒙古或者貴州省,在高速公路兩側的巨大廣告牌上,時常可以看見以“數據中心”“云經濟”為關鍵詞的標語。
烏蘭察布的數據中心
為什么這些新興的產業基礎設施偏愛落地在“偏遠”的西部?其中邏輯并不難理解,選擇背后是數據中心對節能的需求。
數據中心的IT設備(服務器、交換機等)要正常運轉,就需要一個相對穩定而低溫的環境。貴州省天然低日照,溫度和濕度有利于數據中心的建設與運營;內蒙古不僅氣溫較低,同時還有太陽能和風力發電等優越的綠色能源供應條件,適于數據中心綠色發展的需要。
不過,節能方案不能只依靠區域自然條件。
“超大城市、大城市是數據需求最大的地方。”劉志勇說,在北上廣深等熱點區域建設大型數據中心是這些城市發展數字經濟的剛需,而數據中心資源則相對緊缺,已建設的數據中心資源利用率較高。
顯然,上述的熱點區域,并不具有節能的自然條件優勢。
那么,數據中心的能耗到底有多大?據國際環保組織綠色和平與華北電力大學發布的《點亮綠色云端:中國數據中心能耗與可再生能源使用潛力研究》,2018年,我國數據中心用電總量為1608.89億千瓦時,這已超過了當年上海全社會用電總量(1566.7億千瓦),占中國全社會用電量的2.35%,占第三產業用電量的14.9%。
劉志勇表示,根據預測,2020年國內數據中心年耗電量約為2045億千瓦時,占社會用電量的2.7%,2025年這一數據將達到約3950億千瓦時,占全社會用電量的4.1%。
要發展數字經濟,就需要數據中心這一新型基礎設施的支撐,在電力仍主要依賴于化石燃料的當下,數據中心能耗的巨大,使得看上去“無煙”的數字經濟,成為增加全球碳排放的隱形推手。
微觀來看,更迫切的問題是,數據中心的建設與擴張,對地方電力系統提出巨大挑戰,很多城市不得不推出限制政策以保證電力系統不會被數據中心壓垮。
另一方面,數據中心若不解決能耗困局,每年交付的電費成本也帶來巨大的負擔。劉志勇表示:“IDC等大數據中心電費成本占數據中心運營成本的60%70%,能耗占收入比約10%~15%,對數據中心行業可持續、良性發展帶來了一定影響。”
中國電信集團目前擁有超過683個星級IDC機樓,40萬機架,預計2021年底將達到60萬機架,隨著數字經濟進一步發展,相關業務需求仍將繼續增長。
2019年2月,工信部、國家機關事務管理局、國家能源局出臺《關于加強綠色數據中心建設的指導意見》,要求到2022年“數據中心平均能耗基本達到國際先進水平,新建大型、超大型數據中心的PUE(電源使用效率)達到1.4以下”。
中國電信集團已經按照國家規定嚴控新增機房PUE,但業務需求增長為必然,預計IDC能耗增速超15%,尤其是城市群所在熱點區域,能耗增速將更快。根據預測,2021年IDC能耗將達到60億度以上,占集團總能耗25%。
“節能是必然之舉,大勢所趨。”陳運清說。找到有效節能方案,提高能效,成為數據中心行業近兩年關注的焦點話題。
人工智能登場
數據中心能耗最大的地方,主要集中在IT設備能耗和機房空調能耗(空調室內機、水冷機組、蓄電池組等),美國站群服務器,前者占六成,后者占四成。
陳運清介紹,一般而言,降低數據中心能耗,提高能效,著重在于空調功耗的優化降低,以及后續IT功耗優化。